Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геоэкологический анализ развития природно-социально-производственных систем Саранско-Рузаевского промышленного узла
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология
Автореферат диссертации по теме "Геоэкологический анализ развития природно-социально-производственных систем Саранско-Рузаевского промышленного узла"
На правах рукописи
Москалева Светлана Александровна
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ ПРИРОДНО-СОЦИАЛЬНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ САРАНСКО-РУЗАЕВСКОГО ПРОМЫШЛЕННОГО УЗЛА
Специальность 25.00.36 - Геоэкология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук
Воронеж - 2009
003464754
Работа выполнена в Мордовском государственном университете имени Н. П. Огарева
Научный руководитель:
доктор географических наук, профессор Ямашкин Анатолий Александрович
Официальные оппоненты:
доктор географических наук Тимашев Игорь Евгеньевич;
кандидат географических наук Быковская Ольга Петровна
Ведущая организация:
Рязанский государственный университет
Защита состоится 17 апреля 2009 года в 15-30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.038.17 при Воронежском государственном университете по дресу: 394068, г. Воронеж, ул. Хользунова, 40, ауд. 303
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета
Автореферат разослан « » марта 2009 года
Ученый секретарь
диссертационного совета
доктор географических наук, профессор
Куролап С. А.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы определяется активизацией развития деструктивных геоэкологических процессов в природно-социально-производственных системах (ПСПС) промышленных узлов, приводящих к возникновению множества локальных и региональных проблем. Их обострение проявляется не только в населенных пунктах, где сосредоточены промышленные предприятия, но и территориально смежных классах антропогенных ландшафтов - сельскохозяйственных, лесохозяйствениых, гидротехнических, рекреационных и др. В связи с этим возникает необходимость существенного совершенствования методов управления промышленными узлами с учетом геоэкологических факторов.
Саранско-Рузаевский промышленный узел, занимая около 5 % территории республики, сосредоточивает 45 % ее населения и производит более 90 % валовой продукции индустрии Мордовии. В то же время возрастающая техногенная нагрузка обусловливает значительное изменение окружающей среды. Деструктивные процессы проявляются не только на территориях городов Саранск и Рузаевка. В зону геоэкологического воздействия включаются семь муниципальных районов, которые охватывают большую часть центральной Мордовии (городской округ Саранск, Рузаевский, Кадошкииский, Кочкуровский, Лямбирский, Ромодановский, Старошайговский районы), где проявляются изменения литогенной основы ландшафтов; обострение проблем снабжения населения качественной питьевой водой; прогрессирующее загрязнение атмосферы, поверхностных и подземных вод, почв; уменьшение биологического разнообразия. Перестройка геоэкологической среды в значительной степени отражается на здоровье населения. В связи с этим особое значение для Республики Мордовия имеет геоэкологическое исследование активно развивающегося Саранско-Рузаевского промышленного узла, ориентированное на выяснение пространственно-временных закономерностей функционирования ПСПС и разработку программы его устойчивого развития.
Цель и задачи работы. Исследование направлено на разработку методических подходов к выделению природно-техногенных парагенетических систем для целей ландшафтного планирования ПСПС промышленных узлов и их апробирование на примере Саранско-Рузаевского промышленного узла. В ходе его выполнения последовательно ставились и решались следующие задачи:
- сформулировать основные методические положения геоэкологического анализа и ландшафтного планирования промышленного узла;
- выявить пространственно-временные закономерности функционирования природно-техногенных парагенетических систем в зоне влияния ПСПС Саранско-Рузаевского промышленного узла;
- обосновать геоэкологические ограничения и условия устойчивого развития ПСПС Саранско-Рузаевского промышленного узла.
Объект исследования - Саранско-Рузаевский промышленный узел как природно-социально-производственная система.
Предмет исследования - геоэкологические процессы в зоне влияния Саранско-Рузаевского промышленного узла.
Методология и методы исследования. Общим методологическим принципом организации исследования является системный подход к анализу геоэкологического развития промышленного узла, который заключается в рассмотрении этого объекта как сложной природно-социально-производ-ственной системы, обладающей элементами самоорганизации.
Методы исследования включают анализ и научное обобщение, ГИС-моделирование, методы статистической обработки фондовой и полевой эколого-геохимической информации, метод экспертных оценок, объединенные концепцией системного анализа.
Научные основы и предпосылки работы сформированы на методологической основе и практических разработках, изложенных в трудах В. В. Владимирова (1996), М. А. Глазовской (1988,1997), К. Н. Дьяконова (1996), Н. С. Касимова, А. И. Перельмана (1993, 1994), Б. И. Кочурова (1999), А. С. Курбатовой (1995, 2004), С. А. Куролапа (1998), Ф. Н. Милькова (1973, 1978), В. А. Николаева (1999), В. А. Осипова, М. Д. Шарыгина (1988), Б. Б. Ро-домана (1981), И. Е. Тимашева (1999,2006), В. И. Федотова (1982,1985) и др.
В основу работы положены результаты научно-исследовательских и производственных работ, выполненных автором в составе Научно-производственного центра экологических исследований и кафедры геоэкологии и ландшафтного планирования Мордовского государственного университета в 2002 - 2008 гг.
В диссертации использованы опубликованные и фондовые материалы Министерства природных ресурсов Республики Мордовия, Мордовского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Мордовского государственного университета и других организаций. Для решения поставленных в диссертационном исследовании задач использовались ГИС-технологии, обеспечивающие построение, сопоставления и анализ тематических карт и материалов: ГИС ArcView 3.x, векторизатор EasyTrace 6, система для работы с электронными таблицами Excel и программа для обработки статистического материала Statistica. В результате проведенных исследований автором в структуре региональной ГИС «Мордовия» разработан блок «Геоэкологическое состояние Саранско-Рузаевского промышленного узла».
Научная новизна диссертационного исследования заключается в обосновании методических подходов комплексной геоэкологической оценки развития промышленного узла для целей ландшафтного планирования. Разработаны алгоритмы создания электронных геоэкологических карт на базе ГИС «Мордовия». Предложена методика комплексной оценки степени влияния промышленного узла на состояние культурных ландшафтов. В региональном плане исследована устойчивость ландшафтов к техногенному воздействию Саранско-Рузаевского промышленного узла и предложена схема геоэкологического каркаса центральной части Республики Мордовия.
Практическое значение результатов исследования. Результаты геоэкологического анализа ПСПС Саранско-Рузаевского промышленного узла включены в экологическое обоснование проектных решений генерального плана г. Саранска; схему территориального планирования Республики Мордовия; государственные доклады «О состоянии и об охране окружающей среды в Республике Мордовия в 2006 году» и «О состоянии и об охране окружающей среды в Республике Мордовия в 2007 году», а также используются в учебном процессе по курсам «Геоэкология Мордовии», «География Мордовии»,
«Прикладная геоэкология» и при проведении учебных практик по специальности 020804 «Геоэкология» и направлению подготовки 020800 «Экология и природопользование».
Апробация работы. Результаты диссертации доложены и обсуждены на ежегодных Огаревских чтениях и коференции молодых ученых в Мордовском университете (2002-2008), научно-методической конференции «Вопросы региональной географии и геоэкологии» (Рязань, 2007), Всероссийской научно-практической конференции «Краеведческие аспекты географических исследований и образования» (Пенза, 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе одна статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка литературы, который насчитывает 220 названий. Общий объем работы - 193 страницы машинописного текста. Работа включает 33 рисунка, 12 таблиц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность исследования, определены цели и задачи, показана научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы положения, выносимые на защиту.
В первой главе «Промышленный узел как объект геоэкологических исследований» определены методические подходы и методы геоэкологического анализа природно-социально-производственных систем зоны его влияния; обосновывается выбор в качестве центрального интегрального звена при разработке программы устойчивого развития промышленного узла ландшафтно-экологического подхода.
Во второй главе «Природно-социально-производственные системы Саранско-Рузаевского промышленного узла» раскрываются особенности природной, социальной и экономической подсистем, характера их взаимодействия и их влияние на развитие геоэкологических процессов.
В третьей главе «Геоэкологические ситуации и процессы в зоне функционирования Саранско-Рузаевского промышленного узла» раскрыты важнейшие гео-экологическе процессы, влияющие на состояние ПСПС центральной Мордовии: развитие экзогеодинамических процессов, техногенное загрязнение ландшафтов и природных аквальных комплексов, истощение ресурсов подземных вод.
В четвертой главе «Ландшафтно-экологическое зонирование и БХУОТ-анализ геоэкологических процессов Саранско-Рузаевского промышленного узла» выделены природно-техногенные парагенетические системы, функционирование которых обусловливает развитие геоэкологических ситуаций, проведена экспертная оценка геоэкологического состояния ПСПС и разработан геоэкологический каркас центральной части Мордовии.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
1. Система геоэкологического анализа и ландшафтного плакировании устойчивого развития ПСПС промышленного узла основывается на
методологических подходах ГИС-моделнрования ириродио-техногсниых парагенетических систем, реализованных автором в региональной ГИС «Мордовия».
Являясь основной формой размещения и концентрации производительных сил, промышленный узел, с одной стороны, обеспечивает наиболее полное освоение и использование природно-ресурсного потенциала, предоставляет лучшие возможности для группового размещения предприятий и создания общей инфраструктуры - строительной базы, энергетики, транспорта, водоснабжения и т.п., а с другой - обусловливает развитие локальных и региональных геоэкологических проблем, которые влияют не только на развитие промышленных центров, но и на территориально смежные природные и антропогенные ландшафты.
Территория зоны влияния промышленного узла представляется как при-родно-социально-производственная система - целостное образование, единство которого определяется пространственно-временной организацией природного ландшафта, его потенциалом и устойчивостью, наличием прямых и обратных связей с социальными и производственными системами.
Система геоэкологического анализа ПСПС промышленного узла должна основываться на совокупности физико- и экономико-географических, ландшафтных методов, значительно обогащенных в последние десятилетия рядом проблемных направлений современной геоэкологии (рис. 1).
В качестве сквозного направления следует выделить методологические и методические подходы ГИС-моделирования и комплексного экологического картографирования. В роли центрального интегрального звена, на наш взгляд, должен выступать ландшафтно-экологический подход, опирающийся на экологические и ландшафтоведческие концепции, которые в совокупности представляют основу для изучения не только отдельных компонентов природной среды, но и их взаимосвязей, а также явлений и процессов, протекающих в ландшафтной оболочке под воздействием антропогенной деятельности.
Интеграция информационных ресурсов, моделирование развития геоэкологических ситуаций и геоэкологическое картографирование изучаемой территории, а также формирование пространственной информационной модели Са-ранско-Рузаевского промышленного узла проводились в региональной ГИС «Мордовия» (на базе программного обеспечения ArcView GIS 3.2). ГИС включает следующие тематические блоки: топографическая основа, природная подсистема, социальная подсистема, производственная подсистема, блок моделирования геоэкологических процессов, комплексный блок генерирования ландшафтной программы.
Базовой основой региональной ГИС «Мордовия» является среднемас-штабная электронная топографическая карта. Она обеспечивает геометрическую коррекцию и географическую интерпретацию данных дистанционного зондирования (ДДЗ), привязку и обработку информации при составлении тематических карт (геологических, геоморфологических, социально-экономических и др.).
В качестве центрального звена информационных ресурсов региональной ГИС «Мордовия» выделяется среднемасштабная электронная ландшафтная карта Республики Мордовия, разработанная А. А. Ямашкиным (2003). Она позволяет: неограниченно развивать количество тематических слоев и содержание
легенд; производить сопряженный анализ природных и производственных элементов; моделировать развитие геоэкологических ситуаций; разрабатывать комплексы мероприятий по оптимизации функционирования культурных ландшафтов. В совокупности общегеографические и тематические карты образуют информационный портрет территории, способный обеспечивать решение задач по ландшафтному планированию и прогнозированию развития деструктивных процессов.
№ п/п
Г
Направление |! Основное содержание
исследования _ j'_________________ _ _____________
Природная подсисте- !| Диализ, оценка устойчивости геологической среды и мони-ма. Экологизация reo- торинг развития экзогеодинамических процессов; монито-ji логических и отрасле- |j ринг состояния подземных вод, гидрогеологических процес-¡; вых физико-географи- h сов для целей устойчивого водоснабжения городов; монито-ческнх наук j ринг загрязнения атмосферы и изменения климата; монито-
ринг состояния поверхностных вод, оптимизация поверхностного стока и реабилитация рек, проблемы водо-снабжения; исследование техногенной трансформации и эко-лого-геохимической устойчивости почв селитебных ланд-шафтов; оценка биологического разнообразия, влияния городской среды на растительность и животный мир, роли зеленых насаждений в оптимизации селитебных ландшафтов
Социальная и произ- || Экологические технологии производства и организация водствеиная подсисте- || промышленных зон; эколого-социально-демографические мы. Экологизация со- 1| аспекты развития населенных пунктов, структуры расселе-циалыю-экономи- ния; оценка влияния окружающей среды на качество жизни
ческих исследований 
